如何科学验收混凝土强度？

本文介绍了《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204－2015（以下简称《规范》）关于混凝土强度验收的方案，检验批混凝土强度检验和评定，以及结构实体混凝土强度检验等内容。 总体来说，《规范》在混凝土强度验收方面的规定比2002版更加清晰合理，其中针对结构实体混凝土强度检验提出的回弹 － 取芯法，不仅简便，且能够更加科学客观地检验结构混凝土强度，对促进我国混凝土结构工程施工质量提升，并完善混凝土强度验收方法具有重要意义。

混凝土强度验收方案

混凝土强度验 收分为检验批验收和结构实体混凝土强度检验两个阶段 ， 这一验收程序通过2002版规范的多年实施证明是有效的。检验批混凝土强度和结构实体混凝土强度均符合要求是混凝土强度验收合格的基本条件，如果出现任一阶段检验结果不符合要求，均需第三方检测机构检测，并按检测结果进行验收或处理。

混凝土强度检验批验收与结构实体混凝土强度验收，在层次、对象和手段上是有区别的。 检验批验收 阶段采用 标准养护试件，且每一检验批均需进行，有落实材料质量的意义；而 结构实体混凝土强度检验 是混凝土结构子分部工程验收前以结构实体为对象针对每个混凝土强度等级进行的，其具有综合检验材料、施工质量、环境等“复验”性质。 显然，结构实体混凝土强度检验，在实施检验批验收的基础上又增加了一道检验程序。可以说结构实体混凝土强度检验是对混凝土材料及施工质量的二次复验，是保证混凝土结构质量的重要措施。

《规范》沿用了2002版规范的基本验收方案，检验批验收阶段的混凝土强度检验与2002版基本保持一致， 而结构实体混凝土强度检验除继续沿用简便易行的 同条件养护试件法 外，增加了新的方法—— 回弹 － 取芯法 。 《规范》有关混凝土强度的验收流程如图1所示。

图1 混凝土强度验收流程

《规范》第7.1.1条规定，混凝土强度应按现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》GB/T50107－2010的规定分批检验评定。 在实际操作中，往往由于缺乏历史数据，难以获得其强度的标准差，因而实际工程中混凝土强度检验评定，通常是按照《混凝土强度检验评定标准》GB/T 50107－2010的规定，在检验批内的混凝土强度检验报告汇总的基础上，采用标准差未知统计方法或非统计方法。

混凝土强度检验批的组批 应满足强度等级相同、龄期相同以及生产工艺条件和配合比基本相同这4个基本条件。 应引起注意的是，划入同一检验评定批的混凝土，施工时间太长时，各项条件发生变化的可能性较大， 不易保证混凝土生产过程中“原材料、生产工艺、配合比、龄期应基本相同”这4个强度评定时划批的重要条件。 如预拌混凝土持续生产时间超过3个月后，材料的质量可能产生波动等。对于现场搅拌的混凝土，当持续施工时间超过3个月时，环境发生较大改变的可能性更大。考虑到大多数情况下，在连续3个月内生产的混凝土，其各项生产条件较能保持基本一致，更符合检验批的划分条件， 《规范》首次规定，划入同一检验评定批的混凝土，其施工时长不宜超过3个月。 当然，因时间改变的环境差异不同，且即便环境条件发生变化，对采用标养试块确定其强度的方法来讲，也不一定是决定性的，因此，规定为“不宜”超过3个月，实际操作中，显然可由施工单位根据工程实际情况作灵活的调整。《规范》规定重在提醒，应注意时间对环境变化的影响。

工程验收时，应注意混凝土施工检验批和检验评定批的区别。通常，混凝土 施工检验批 是指按混凝土强度、工作班、楼层、结构缝或施工段进行划分，其主要意义在于注重施工过程控制。而一个 检验评定批 的混凝土则应由强度等级相同、试验龄期相同、生产工艺条件和配合比基本相同的混凝土组成，实际上可能比施工检验批的量要大。 实际操作中，一个混凝土强度检验评定批的批量应当适量，不宜过大，因为批量过大，一旦出现样本强度通不过验收标准，就会增大处理工作量，造成不必要的浪费；但若批量过小，样本容量也相应减少，对总体质量容易误判，也是不利的。

2.2.1 试件制作地点

《规范》第7.4.1条规定，“用于检验混凝土强度的试件（以下简称标养试件），应在浇筑地点随机抽取”。 “浇筑地点”通常是指“混凝土入模处”， 即混凝土拌合物通过泵送或吊斗等方式输送至所要浇筑的结构或构件模板的位置。当确认场内输送不影响混凝土拌合物的温度和工作性时， 也可在预拌混凝土的交货地点（卸料处）制作。

2.2.2 取样与试件留置

取样与标养试件的留置应满足以下要求：

1）每拌制100盘且不超过100m3时，取样不得少于一次。

2）每工作班拌制不足100盘时，取样不得少于一次。

3）连续浇筑超过1000 m3 时，每200 m3 取样不得少于一次。

4）每一楼层取样不得少于一次。

5）每次取样应至少留置一组试件。

上述第三项要求是指施工现场由同一配合比混凝土连续浇筑总量超过1000m3时，可将整批混凝土改为每200 m3 制作一组试件。第四项所说的每一楼层取样不得少于一次，即要求每一楼层至少应制作一组试件，即使该楼层混凝土使用量很少。第五项是对试件数量的最低要求。当工程规模较大、混凝土用量较多、工程重要性较高等情况时，施工单位也可根据需要制作更多组标养试件。上述规定的基本要求为每100 m3 应至少留置一组试件，辅助要求为每工作班、每楼层也应至少留置一组。至于每拌制100盘留置一组的要求则是对搅拌站而言。

2.2.3 试验龄期

混凝土强度检验评定的龄期通常采用28d。 但对于掺加矿物掺合料的混凝土，其强度增长缓慢，早期强度偏低，而后期强度发展较快，因而《规范》规定， 其检验评定可采用设计规定龄期（如60d或更长时间）， 具体可由建筑结构设计单位确定。对于采用蒸汽养护的构件，其试件先随构件进行同条件养护，当构件出池时，将试件放入标准养护室继续养护，蒸汽养护和标准养护两段养护时间的总和为28d或设计规定龄期。

《规范》第7.4.1条规定，“混凝土的强度等级必须符合设计要求”。应注意的是，该条所要求的是混凝土强度等级， 而强度等级是针对强度检验评定批而言的，并非指某一组或几组混凝土标准养护试件的抗压强度代表值。 应将整个强度检验评定批的所有各组标养试件强度代表值按《混凝土强度检验评定标准》GB/T50107－2010的要求进行计算，以评定该检验批的混凝土强度等级是否符合设计要求。混凝土强度等级评定示例如表1所示。

表1 混凝土强度等级评定示例

因而施工过程中， 当一组标养试件的强度代表值低于混凝土强度等级评定中对最小值的要求 （采用统计法时，最小值为0.85fcu,k；采用非统计法时，最小值为0.95fcu,k）时，则该批次施工的混凝土强度评定肯定通不过，应执行《规范》第7.1.3条，委托第三方检测，并按规定进行处理。对于其他情况，特别是强度代表值连续低于或明显低于fcu,k时，则应由施工、监理等各方根据检测试验计划和工程实际情况进行分析判断。 当预期整个检验批混凝土强度可达到评定要求， 可继续施工；否则，应及时采取措施。

《规范》第10.1.1条规定，“结构实体检验应由监理单位组织施工单位实施，并见证实施过程。施工单位应制定结构实体检验专项方案，并经监理单位审核批准后实施。除结构位置与尺寸偏差外的结构实体检验项目，应由具有相应资质的检测机构完成”。该规定明确了 监理单位是结构实体检验的组织者， 且应对结构实体检验进行见证， 而具体检验的实施工作由施工单位负责， 并应在检验前编制结构实体检验专项方案，报监理单位审核批准后实施。 混凝土强度项目的检验则由具有相应资质的检测机构承担。

《规范》第10.1.2条规定，“结构实体混凝土强度检验应按不同强度等级分别检验”， 即工程中有几种混凝土强度等级，则至少要分成几个批数分别检验。 在高层或超高层建筑，同一强度等级的混凝土可按若干楼层分段检验。当然，同一强度等级的混凝土也可以根据不同配合比、不同施工工艺或者不同养护方法再细分为不同检验评定批。

《规范》第10.1.2条规定， “混凝土强度检验时的等效养护龄期可取日平均温度逐日累计达到600℃·d时所对应的龄期，且不应小于14d。日平均温度为0℃及以下的龄期不计入”。 采用同条件养护试件法检验结构实体混凝土强度时，宜取日平均温度逐日累计达到（560～640）℃·d时所对应的龄期。当设计规定龄期大于28d时，混凝土实体强度检验等效养护龄期也应按比例延长，如规定龄期为60d时，等效养护龄期的度日积应为1200℃·d。

对于冬期施工，《规范》规定，混凝土强度检验仍然可按逐日累计达到600℃·d时作为等效养护龄期进行检验。 但是日平均温度要取结构构件实际养护温度，而不是大气环境温度，且0℃及以下的龄期不计入。如采用蓄热法或综合蓄热法养护，等效养护龄期计算时的温度应取采用覆盖物内混凝土结构的实测温度。同时《规范》也允许根据结构构件的实际养护条件，按同条件养护试件强度与在标准养护条件下28d龄期试件强度相等的原则由监理、施工等各方共同确定。

3.4.1 方法选择

《规范》第10.1.2条规定，对于结构实体混凝土强度检验方法， “宜采用同条件养护试件方法；当未取得同条件养护试件强度或同条件养护试件强度不符合要求时，可采用回弹－取芯法进行检验”。 一方面，同条件养护试件方法执行10多年来，整体执行状况良好，大多数情况下能够保证工程实体质量验收的可靠性，且简便易行，因此《规范》提出优先选用同条件养护试件方法检验结构实体混凝土强度。另一方面，同条件养护试件法也有其局限性，包括冬期施工工程中，该方法并不十分适用，且存在受假试件、假报告等人为因素干扰情况，有必要做相应的补充和完善。《规范》为提高结构实体混凝土强度检验的可靠性和准确性，并完善混凝土结构实体强度的检验方法，提出了结构实体混凝土强度检验的新方法——回弹－取芯法。 由于各种原因，没有取得同条件养护试件强度时，也可采用回弹－取芯法检验实体混凝土强度。

对于冬期施工，特别是负温养护法施工，同条件养护试件方法一直存在“同转标”与“同转常”28+28=56d龄期的争议且未有定论，此时可优先采用回弹－取芯法直接检验结构实体混凝土强度。

3.4.2 合格判定

当选用同条件养护试件检验结构实体混凝土强度时，试件的强度值要经折算（除以折算系数0.88）后， 按《混凝土强度检验评定标准》GB/T 50107－2010的有关规定进行评定，评定结果符合要求时可判结构实体混凝土强度合格；当评定结果不符合《混凝土强度检验评定标准》GB/T 50107－2010的有关要求时，可采用回弹－取芯法再次对该评定批对应的混凝土实体进行检验。 回弹－取芯法的检验结果满足要求时，仍可判为合格；反之，检验结果不满足要求时，应执行《规范》第10.1.5条，委托第三方检测机构检测。当选用回弹－取芯法检验结构实体混凝土强度时，芯样抗压强度的算术平均值和最小值分别不低于设计要求混凝土强度等级值的88%和80%时，可判定结构实体混凝土强度合格；反之，检验结果不满足要求时，应执行《规范》第10.2.2条。

首先按《规范》规定 选取同一强度等级混凝土的构件（梁、板、柱、墙），并按《回弹法检测混凝土强度技术规程》JGJ/T 23－2001的规定在选定的每个构件上布置不少于5个测区并进行回弹检测， 取得测区平均回弹值，选定每个构件测区平均回弹值中的最小值作为该构件的回弹代表值，再次将构件的回弹代表值排序，选取其中最小的三个值对应的测区各钻取一个芯样。按规定的要求对芯样进行加工，并按《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081－2002的规定进行抗压强度试验。 当三个芯样的抗压强度算数平均值不小于设计要求的混凝土强度等级值的88%，其中的最小值不小于设计要求的强度等级值的80%时，即判定实体混凝土强度满足要求。 该方法将回弹法的简便性和钻芯法的准确性有机的结合，实现了针对结构实体混凝土强度的高效可靠的检测。该方法中，回弹法主要检测低强度区，钻芯法确定实体混凝土强度。检验流程如图2所示。

4.2.1 混凝土强度不同检测方法对比试验及分析《规范》编制组在哈尔滨、北京和海南开展了混凝土标养试件强度、同条件养护试件强度、回弹强度及钻芯试件强度对比试验研究，经归纳总结和对比分析，得出以下结论：

1）混凝土标养试件、同养试件、钻芯试件、回弹法测得的强度随成熟度的增长规律是一致的，但回弹法推定测区的强度比其他方法的低。

2）龄期28d（芯样试件为等效养护龄期）时，混凝土芯样强度与标养强度的比值为0.77～1.09，平均值为0.94。

显然，采用回弹法确定结构低强度区域的做法是可行的，尽管其推定强度并不精确。结合国内其他标准并参考美国《房屋建筑混凝土结构规范》ACI 318－2011、欧洲标准《建筑物和预浇混凝土构件现场抗压强度评估》BS EN 13791：2007等国外先进标准的验收规定， 《规范》确定的芯样强度平均值和最小值分别不低于设计要求混凝土强度等级值的88%和80%是合理的。

4.2.2 工程验证情况

《规范》编制组在北京、新疆、海南、四川、浙江、云南等地区和城市选取14项新建工程38个批次对回弹－取芯法进行工程验证，其中3个批次结构实体混凝土强度不合格，不合格率为8%。值得一提的是，其中，2个批次对应的标养试块强度满足要求，1个批次对应的标养试块和同条件养护试块的强度均满足要求。工程验证表明， 回弹－取芯法不仅技术指标科学合理，适用性强，具有很好的可操作性，而且弥补了同条件试件法的不足。